UJI
  • UJI
  • Notícies
  • L’UJI dissenya i prova en un clima real minimòduls solars de perovskita per a estudiar la seua eficiència energètica

L’UJI dissenya i prova en un clima real minimòduls solars de perovskita per a estudiar la seua eficiència energètica

L’estudi liderat pel catedràtic Ivan Mora Seró ha estat pioner a aprofitar els cicles dia-nit per a definir els mecanismes que determinen l’evolució de les cèl·lules solars fora dels laboratoris

04/01/2021 | SCP

Una investigació liderada pel catedràtic Ivan Mora Seró de l’Institut de Materials Avançats (INAM) de la Universitat Jaume I -desenvolupada amb la col·laboració de la Universidad de Antioquia de Medellín (Colòmbia)- ha estat pionera en el disseny i la prova de minimòduls de cèl·lules de perovskita en condicions climàtiques reals. Les conclusions d’aquest treball sobre eficiència energètica es publiquen avui en la revista Nature Energy.

Aquest estudi centrat en la nova generació de cèl·lules solars, construïdes amb perovskita, ha implicat passar dels laboratoris a condicions climàtiques reals, en l’exterior, a fi d’estudiar la seua eficiència energètica al llarg del temps. Les cèl·lules solars de perovskita han revolucionat el camp de la fotovoltaica en l’última dècada, a causa del seu enorme potencial d’obtenir altes eficiències a molt baix cot de producció, a més d’oferir la possibilitat de desenvolupar-se en substrats flexibles, a diferència de les cèl·lules de silici. Al tractar-se d’una nova tecnologia, la majoria del estudis s’han realitzat en laboratori, però com tota tecnologia fotovoltaica, requereixen ser provats en condicions ambientals naturals, les quals són més exigents, amb continus cicles nit i dia a més de patir les diverses condicions de l’oratge.

El nou estudi presentat avui a la revista Nature Energy aprofita aquesta variabilitat de les condicions exteriors, com ara els diferents graus d’il·luminació que implica el cicle nit-dia per a, no només monitoritzar l’evolució dels mòduls solars, sinó per a relacionar aquesta evolució amb els diferents processos físics. «Això permetrà millorar l’optimització d’aquesta tecnologia de cara a la seua futura comercialització, a més de poder estendre’s a altres tipus de tecnologies fotovoltaiques», segons l’equip de la investigació.

El treball s’ha desenvolupat conjuntament amb investigadors del Centro de Investigación Innovación y Desarrollo (CIDEMAT) de la Universidad de Antiloquia, on s’han fet les mesures experimentals. «La tècnica ha fet possible que s’aprofitaren les diverses magnituds de llum solar que es produeixen al llarg del dia per a testejar els mòduls en condicions reals i trobar mecanismes físics que mantenen o redueixen la seua eficàcia», argumenta el professor i investigador del l’UJI Ivan Mora Seró.

Els minimòduls de perovskita es van fabricar i es van testejar durant diversos mesos en les instal·lacions del Laboratori d’Avaluació al Aire Lliure de Cèl·lules Solars a la Universidad de Antioquia de Medellín (Colòmbia) per part d’Esteban Velilla i sota la direcció del professor Franklin Jaramillo. Les dades d’aquest estudi van ser avaluades a la Universitat Jaume I, on es va desenvolupar la innovadora metodologia d’anàlisi, a més de validar els resultats obtinguts amb experiments en laboratori en les instal·lacions de l’INAM durant una estada d’investigació de sis mesos de Esteban Velilla.

Aquesta nova metodologia permet els investigadors veure els mecanismes de degradació abans que es detecten en l’eficàcia de la cèl·lula i, posteriorment, veure per què i en quines condicions es produeix aquest deteriorament. A més a més, «allò interessant d’aquesta tècnica és que també es pot expandir per a analitzar altres cèl·lules solars, és a dir, no sols és útil per a aquelles de perovskita», comenta. Els investigadors que han desenvolupat aquest projecte consideren que la metodologia d’anàlisi proposada ajudarà a la consolidació i optimització de noves tecnologies fotovoltaiques, com ara les innovadores i prometedores cèl·lules solars de perovskita.

Iván Mora Seró és catedràtic del Departament de Física de la Universitat Jaume I i investigador principal del Grup de Semiconductors Avançats (GAS) de l’Institut de Materials Avançats. La seua recerca s'ha centrat en el creixement de cristalls, els dispositius nanoestructurats, les propietats de transport i recombinació, la fotocatàlisi, la caracterització elèctrica de sistemes optoelectrònics, fent tant treballs experimentals com teòrics. La seua activitat de recerca recent se centra en nous conceptes per a la conversió fotovoltaica i l'emissió de llum (LED i amplificadors de llum) basats en dispositius nanomètrics i materials semiconductors, seguint dues línies principals: punts quàntics semiconductors i perovskites d'halur. Aquesta última línia és, probablement, la més capdavantera en el desenvolupament de nous dispositius optoelectrònics. En la convocatòria de 2016, Mora Seró va aconseguir una Consolidator Grant del Consell Europeu d’Investigació (ERC) de dos milions d’euros per a desenvolupar el seu projecte No Limit durant cinc anys.

 

High-throughput analysis of the ideality factor to evaluate the outdoor performance of perovskite solar minimodules
Esteban Velilla, Franklin Jaramillo  and Iván Mora-Seró
DOI: https://doi.org/10.1038/s41560-019-0400-8

Informació proporcionada per: Servei de Comunicació i Publicacions